CN207279816U - 换热系统及制冷空调系统 - Google Patents

Abstract

本申请提供一种换热系统及制冷空调系统，所述换热系统包括设置有冷凝器和蒸发器的压缩式制冷系统，所述换热系统还包括与所述冷凝器中的冷媒进行换热的冷却装置，与所述蒸发器中的冷媒进行换热的冷水系统，所述冷却装置与所述冷水系统之间可选择性地相连通。本申请提供的换热系统中，通过冷却装置和冷水系统的连通，可以在特定环境温度下实现通过冷却装置对冷水系统中的冷水温度进行降温调节，可节省压缩式制冷系统运行时的电能，从而节约能源，避免浪费。

Description

换热系统及制冷空调系统

技术领域

本实用新型涉及换热技术领域，具体涉及一种换热系统以及包括该换热系统的制冷空调系统。

背景技术

半导体集成电路生产线在封闭的恒温、恒湿、微正压的洁净环境(厂房)中运行，工艺设备排放大量的热量以及产生大量工艺废气排放室外。为了保证厂房环境，通过大型空调系统将大量的室外空气进行空气焓值调节及净化处理，以补充厂房内由于工艺设备排风(工艺尾气)及人员所需新鲜空气量；通过循环风量，带出厂房内工艺设备散发出的热量，保证工艺厂房环境(温度22±1℃，相对湿度45±％)要求；为大型空调机组提供流动的冷水、热水、蒸汽，通过自控调节，满足厂房环境要求。周而复始，循环运行。

在冬季，虽然室外空气焓值低(温度低、相对湿度低)，但由于设备发热量大，以及空调工艺不允许有全室排风，新风与循环风量有一定的比例，因此空调机组需要冷源循环空气降温。行业内使用制冷机提供冷源，通过空调换热系统降低循环空气温度，以达到生产规范要求的温度22±2℃、相对湿度50±10％的要求。也就是说：冬季需要开大型制冷机降低厂房温度消耗电能。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型的目的之一在于提供一种在特定环境下能够节约能源的换热系统以及设置有该换热系统的制冷空调系统。

为达到上述目的，一方面，本实用新型采用以下技术方案：

一种换热系统，包括设置有冷凝器和蒸发器的压缩式制冷系统，所述换热系统还包括与所述冷凝器中的冷媒进行换热的冷却装置，与所述蒸发器中的冷媒进行换热的冷水系统，所述冷却装置与所述冷水系统之间可选择性地相连通。

优选地，所述冷却装置包括冷却塔和与所述冷却塔相连接的进水支路和出水支路，从所述冷凝器换热后输出的热水经所述冷却塔冷却后经所述出水支路进入所述冷凝器；和/或，

所述冷水系统包括冷水回水支路和冷水上水支路，冷水经所述冷水回水支路进入所述蒸发器内降温后经所述冷水上水支路输出。

优选地，所述冷水系统包括空调装置，从所述蒸发器换热后的冷水经所述冷水上水支路输入所述空调装置内对进入空调装置的气体进行温度调节后经所述冷水回水支路返回到所述蒸发器内换热。

优选地，所述进水支路选择性地与所述冷凝器的一端或者所述冷水回水支路相连通；所述出水支路选择性地与所述冷凝器的另一端或者所述冷水上水支路相连通。

优选地，在所述进水支路上设置有第一控制装置，用于控制所述进水支路的通断；和/或，

在所述出水支路上设置有第二控制装置，用于控制所述出水支路的通断；和/或，

在所述冷水回水支路上设置有第三控制装置，用于控制所述冷水回水支路的通断；和/或，

在所述冷水上水支路上设置有第四控制装置，用于控制所述冷水上水支路的通断。

优选地，在所述第一控制装置和冷却塔之间的进水支路与所述第三控制装置和空调装置之间的冷水回水支路之间设置有第一连通支路；和/或，

在所述第二控制装置和冷却塔之间的出水支路与所述第四控制装置和空调装置之间的冷水上水支路之间设置有第二连通支路。

优选地，在所述第一连通支路上设置有第五控制装置，和/或，在所述第二连通支路上设置有第六控制装置，分别用于控制第一连通支路和第二连通支路的通断。

优选地，所述第一控制装置、第二控制装置、第三控制装置、第四控制装置、第五控制装置和/或第六控制装置为手动阀。

优选地，在所述进水支路上设置有第一三通阀，所述第一三通阀的第一端与所述冷却塔的进水支路相连通，第二端与所述冷凝器的一端相连通，第三端与所述冷水回水支路相连通；和/或，

在所述出水支路上设置有第二三通阀，所述第二三通阀的第一端与所述冷却塔的出水支路相连通，第二端与所述冷凝器的另一端相连通，第三端与所述冷水上水支路相连通。

优选地，在所述冷水回水支路上设置有第三三通阀，所述第三三通阀的第一端与所述空调装置的出水支路相连通，第二端与所述蒸发器的一端相连通，第三端与所述第一三通阀的第三端相连通；和/或，

在所述冷水上水支路上设置有第四三通阀，所述第四三通阀的第一端与所述空调装置的进水支路相连通，第二端与所述蒸发器的另一端相连通，第三端与所述第二三通阀的第三端相连通。

根据本实用新型的第二方面，采用以下技术方案：

一种换热系统，包括冷却装置和空调装置，所述冷却装置包括冷却塔和与所述冷却塔相连接的进水支路和出水支路，所述空调装置上设置有冷水回水支路和冷水上水支路，其中，所述进水支路与所述冷水回水支路相连接，所述出水支路与所述冷水上水支路相连接。

根据本实用新型的第三方面，采用如下技术方案：

一种制冷空调系统，包括上述换热系统。

本申请中，通过冷却装置和冷水系统的连通，可以在特定环境温度下实现通过冷却装置对冷水系统中的冷水温度进行降温调节，可节省压缩式制冷系统启动时的电能，从而节约能源，避免浪费。

附图说明

通过以下参照附图对本实用新型实施例的描述，本实用新型的上述以及其它目的、特征和优点将更为清楚，在附图中：

图1示出本实用新型具体实施方式提供的换热系统的结构示意图之一；

图2示出本实用新型具体实施方式提供的换热系统的结构示意图之二；

图3示出本实用新型具体实施方式提供的换热系统的结构示意图之三。

具体实施方式

以下基于实施例对本实用新型进行描述，本领域普通技术人员应当理解，在此提供的附图都是为了说明的目的，并且附图不一定是按比例绘制的。

除非上下文明确要求，否则整个说明书和权利要求书中的“包括”、“包含”等类似词语应当解释为包含的含义而不是排他或穷举的含义；也就是说，是“包括但不限于”的含义。

如图1所示，本申请中的换热系统包括压缩式制冷系统1，所述压缩式制冷系统1为通常的压缩式制冷系统，在其冷媒的流路上设置有冷凝器11、蒸发器12和压缩机13等常规部分，分别用于对冷媒进行冷凝和蒸发。所述换热系统还包括与所述冷凝器11中的冷媒进行换热的冷却装置2，与所述蒸发器12中的冷媒进行换热的冷水系统3。其中，所述冷却装置2用于对冷凝器11中的冷媒进行冷却，促进所述冷凝器11中的冷媒进行冷凝；所述冷水系统3中的冷却水与蒸发器12中的冷媒换热后降温，用于对待冷却的空间进行空气调节，其中待冷却的空间例如为洁净厂房，尤其是半导体集成电路生产线所在的洁净厂房，可用于对洁净厂房内的空气进行冷却降温。优选地，所述冷却装置2与所述冷水系统3之间可选择性地相连通，例如，在正常情况下，压缩式制冷系统1运行，冷却装置2与压缩式制冷系统1中的冷凝器11进行换热，冷水系统3与压缩式制冷系统1中的蒸发器12换热，从而使得冷水系统3能够为洁净厂房进行冷却降温；在特定的环境温度下，例如在室外温度为17度左右及其以下的情况下，使得所述压缩式制冷系统1停机，冷却装置2与冷水系统3直接连通，使得冷却装置2能够对所述冷水系统3中的冷却水进行降温，实现冷却装置2代替压缩式制冷系统对所述冷水系统3进行温度调节，可使得冷水系统3中的冷却水温度≤15℃，满足空调厂房温湿度规范要求，这样可节约大量电能，节约能源。

优选地，所述冷却装置2包括冷却塔21和与所述冷却塔21相连接的进水支路22和出水支路23，从所述冷凝器11换热后输出的热水经所述冷却塔21冷却后经所述出水支路23进入所述冷凝器11进行再次换热，并以此循环往复，实现水的持续换热冷却。

优选地，为了控制进水支路22和出水支路23的通断，从而控制所述冷却装置2和冷凝器11之间的连通和截止，在所述进水支路22上设置有第一控制装置221，在所述出水支路23上设置有第二控制装置231，优选地，这些控制装置由于不需要频繁切换，并且本申请中的系统管路内径可达300mm，因此，所述第一控制装置221和第二控制装置231均优选为为手动阀，方便控制。当所述第一控制装置221和第二控制装置231打开时，所述冷却装置2和冷凝器11之间相连通，当所述第一控制装置221和第二控制装置231关闭时，所述冷却装置2和冷凝器11之间截止。

优选地，所述冷水系统3包括冷水回水支路31和冷水上水支路32，冷水经所述冷水回水支路31进入所述蒸发器12内降温后经所述冷水上水支路32输出。所述冷水系统3还包括空调装置33，所述空调装置33设置在待调节空间，例如洁净厂房的空调机房中，所述空调装置33具有出风口，经所述空调装置33调节后的空气经所述出风口吹入洁净厂房中，对洁净厂房进行温度调节，例如降温。从所述蒸发器12换热后的冷水经所述冷水上水支路32输入至所述空调装置33内对进入空调装置33的气体进行温度调节，然后经所述冷水回水支路31返回到所述蒸发器12内再次进行换热，并以此往复循环。

优选地，为了控制所述冷水回水支路31和冷水上水支路32的通断，在所述冷水回水支路31上设置有第三控制装置311，在所述冷水上水支路32上设置有第四控制装置321。优选地，这些控制装置由于不需要频繁切换，并且本申请中的系统管路内径可达300mm，因此，所述第三控制装置311和第四控制装置321优选为手动阀，方便实现准确控制。

优选地，为了实现冷却装置2和冷水系统3之间的可选择性的连通和截断，在位于所述第一控制装置221和冷却塔21之间的进水支路22与位于所述第三控制装置311和空调装置33之间的冷水回水支路31之间设置有第一连通支路4；在所述第二控制装置231和冷却塔21之间的出水支路23与所述第四控制装置321和空调装置33之间的冷水上水支路32之间设置有第二连通支路5。该第一连通支路4和第二连通支路5分别用于将所述冷却塔21的进水支路22与所述冷水系统3的冷水回水支路31，以及所述冷却塔21的出水支路23和冷水系统3的冷水上水支路32进行连通，使得所述冷却装置2和冷水系统3之间能够连通。

优选地，为了控制所述冷却装置2和冷水系统3之间的连通与截断，在所述第一连通支路4上设置有第五控制装置41，在所述第二连通支路5上设置有第六控制装置51，分别用于控制第一连通支路4和第二连通支路5的通断。当环境温度比较高时，压缩式制冷系统1处于工作状态，控制所述第五控制装置41和第六控制装置51关闭，使得所述冷却装置2和冷水系统3不连通，并控制所述第一控制装置221、第二控制装置231、第三控制装置311和第四控制装置321打开，使得换热系统正常运行；当环境气温比较低时，例如在18度以下，使压缩式制冷系统1停止运行，控制所述第一控制装置221、第二控制装置231、第三控制装置311和第四控制装置321关闭，同时打开所述第五控制装置41和第六控制装置51，使得所述冷却装置2和冷水系统3连通，通过所述冷却塔21直接对所述冷水系统3中的冷水进行温度调节，从而对洁净厂房中的气体温度进行调整，可明显降低用电量，节约资料，避免资源浪费。

上述换热系统可以通过对现有的换热系统进行改造获得，例如在工厂停产维修的时候，在所述冷却装置2和冷水系统3之间加装所述第一连通支路4和第二连通支路5，并在所述第一连通支路4和第二连通支路5上加装所述第五控制装置41和第六控制装置51，结构简单，制作方便。

上述实施例中，通过设置多个控制装置(控制阀)来控制各个支路的开闭。在其它的优选实施例中，如图2所示，在所述进水支路22上设置第一三通阀222，所述第一三通阀222的第一端与所述冷却塔21的进水支路相连通，第二端与所述冷凝器11的一端相连通，第三端与所述冷水回水支路31相连通；在所述出水支路23上设置有第二三通阀232，所述第二三通阀的第一端与所述冷却塔21的出水支路相连通，第二端与所述冷凝器11的另一端相连通，第三端与所述冷水上水支路32相连通。这样，可通过控制第一三通阀和第二三通阀的连通方式，实现所述冷却塔21的进水支路择一地与所述冷凝器11的一端或者所述冷水回水支路31相连通，所述冷却塔21的出水支路择一地与所述冷凝器11的另一端或者所述冷水上水支路32相连通。优选地，在所述冷水回水支路31和冷水上水支路32上设置有第三三通阀312和第四三通阀322；其中，所述第三三通阀312的第一端与所述空调装置33的出水支路相连通，第二端与所述蒸发器12的一端相连通，第三端与所述第一三通阀222的第三端相连通；所述第四三通阀322的第一端与所述空调装置33的进水支路相连通，第二端与所述蒸发器12的另一端相连通，第三端与所述第二三通阀232的第三端相连通。这样，可通过控制第三三通阀312和第四三通阀322的连通方式，实现所述空调装置33的出水支路择一地与所述蒸发器12的一端或者所述第一三通阀222相连通，所述空调装置33的进水支路择一地与所述蒸发器12的另一端或者所述第二三通阀的第三端相连通。在该实施例中，不需要设置多个控制装置就能够实现相同的功能。

如图3所示，在另外一个优选实施例中，直接设计一种换热系统，该换热系统包括冷却装置2和空调装置33，所述冷却装置2包括冷却塔21和与所述冷却塔21相连接的进水支路22和出水支路23，所述空调装置33上设置有冷水回水支路31和冷水上水支路32，其中，所述进水支路22与所述冷水回水支路31相连接，所述出水支路23与所述冷水上水支路32相连接。这种换热系统可以不依赖于现有的换热系统，但这种换热系统整体结构更加简单，适用于环境温度一年四季都比较低的地区，例如常年环境温度都在20度以下的地区。

本申请还提供一种制冷空调系统，包括本申请中的换热系统，该制冷空调系统设置有出风口，所述出风口设置在待制冷的空间内，例如设置在洁净厂房内，可对洁净厂房内的空气温度进行调节。

本申请提供的换热系统中，通过冷却装置和冷水系统的连通，可以在特定环境温度下实现通过冷却装置对冷水系统中的冷水温度进行降温调节，可节省压缩式制冷系统启动时的电能，从而节约能源，避免浪费。例如，停运1台离心式低温冷水机组，型号CVHG480，制冷量1582KW380v/3/50hz.最大过流1000A，功率282KW。按最小负荷率40％运行，实际消耗功率282KW*0.4＝112.8KW。24小时耗电：2707度电。停运1台水泵，功率55KW，运行负荷率50％，实际消耗电功率：27.5KW，24小时耗电：660度电。按90天计算：节约电量(2707+660)*90＝303030度电。按电费0.57元/度计算，每年可节省电费172717元。

本领域的技术人员容易理解的是，在不冲突的前提下，上述各优选方案可以自由地组合、叠加。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例，并不用于限制本实用新型，对于本领域技术人员而言，本实用新型可以有各种改动和变化。凡在本实用新型的精神和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (12)

1.一种换热系统，包括设置有冷凝器和蒸发器的压缩式制冷系统，所述换热系统还包括与所述冷凝器中的冷媒进行换热的冷却装置，与所述蒸发器中的冷媒进行换热的冷水系统，其特征在于，所述冷却装置与所述冷水系统之间可选择性地相连通。

2.根据权利要求1所述的换热系统，其特征在于，所述冷却装置包括冷却塔和与所述冷却塔相连接的进水支路和出水支路，从所述冷凝器换热后输出的热水经所述冷却塔冷却后经所述出水支路进入所述冷凝器；和/或，

所述冷水系统包括冷水回水支路和冷水上水支路，冷水经所述冷水回水支路进入所述蒸发器内降温后经所述冷水上水支路输出。

3.根据权利要求2所述的换热系统，其特征在于，所述冷水系统包括空调装置，从所述蒸发器换热后的冷水经所述冷水上水支路输入所述空调装置内对进入空调装置的气体进行温度调节后经所述冷水回水支路返回到所述蒸发器内换热。

4.根据权利要求3所述的换热系统，其特征在于，所述进水支路选择性地与所述冷凝器的一端或者所述冷水回水支路相连通；所述出水支路选择性地与所述冷凝器的另一端或者所述冷水上水支路相连通。

5.根据权利要求4所述的换热系统，其特征在于，

在所述进水支路上设置有第一控制装置，用于控制所述进水支路的通断；和/或，

在所述出水支路上设置有第二控制装置，用于控制所述出水支路的通断；和/或，

在所述冷水回水支路上设置有第三控制装置，用于控制所述冷水回水支路的通断；和/或，

在所述冷水上水支路上设置有第四控制装置，用于控制所述冷水上水支路的通断。

6.根据权利要求5所述的换热系统，其特征在于，

在所述第一控制装置和冷却塔之间的进水支路与所述第三控制装置和空调装置之间的冷水回水支路之间设置有第一连通支路；和/或，

在所述第二控制装置和冷却塔之间的出水支路与所述第四控制装置和空调装置之间的冷水上水支路之间设置有第二连通支路。

7.根据权利要求6所述的换热系统，其特征在于，在所述第一连通支路上设置有第五控制装置，和/或，在所述第二连通支路上设置有第六控制装置，分别用于控制第一连通支路和第二连通支路的通断。

8.根据权利要求5或7所述的换热系统，其特征在于，所述第一控制装置、第二控制装置、第三控制装置、第四控制装置、第五控制装置和/或第六控制装置为手动阀。

9.根据权利要求4所述的换热系统，其特征在于，在所述进水支路上设置有第一三通阀，所述第一三通阀的第一端与所述冷却塔的进水支路相连通，第二端与所述冷凝器的一端相连通，第三端与所述冷水回水支路相连通；和/或，

在所述出水支路上设置有第二三通阀，所述第二三通阀的第一端与所述冷却塔的出水支路相连通，第二端与所述冷凝器的另一端相连通，第三端与所述冷水上水支路相连通。

10.根据权利要求9所述的换热系统，其特征在于，

在所述冷水回水支路上设置有第三三通阀，所述第三三通阀的第一端与所述空调装置的出水支路相连通，第二端与所述蒸发器的一端相连通，第三端与所述第一三通阀的第三端相连通；和/或，

在所述冷水上水支路上设置有第四三通阀，所述第四三通阀的第一端与所述空调装置的进水支路相连通，第二端与所述蒸发器的另一端相连通，第三端与所述第二三通阀的第三端相连通。

11.一种换热系统，其特征在于，包括冷却装置和空调装置，所述冷却装置包括冷却塔和与所述冷却塔相连接的进水支路和出水支路，所述空调装置上设置有冷水回水支路和冷水上水支路，其中，所述进水支路与所述冷水回水支路相连接，所述出水支路与所述冷水上水支路相连接。

12.一种制冷空调系统，其特征在于，包括权利要求1-11之一所述的换热系统。